JPH0116559B2 - - Google Patents

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JPH0116559B2
JPH0116559B2 JP21926882A JP21926882A JPH0116559B2 JP H0116559 B2 JPH0116559 B2 JP H0116559B2 JP 21926882 A JP21926882 A JP 21926882A JP 21926882 A JP21926882 A JP 21926882A JP H0116559 B2 JPH0116559 B2 JP H0116559B2
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liquid
water
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Takayuki Suzuki
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Ebara Infilco Co Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、廃水の生物学的硝化脱窒法に関する
ものである。 従来、し尿系汚水などの濃厚な廃水を生物処理
するに際し、し尿系汚水を希釈水で10倍から20倍
に希釈したのち処理を行つている。この希釈の目
的は、ばつ気装置の発泡を軽減し、またし尿系汚
水中に高濃度に含有されているNH3濃度を低減
してNH3による微生物の活性阻害を緩和するこ
とである。これに対し、無希釈の処理は希釈水の
混入していない分だけ水量が少なく、それによつ
て処理効率を増加することができる利点がある。 しかしながら、従来の無希釈処理法には以下の
ような種々の問題点がある。本発明は、これらの
問題点を解決する方法を検討する過程で得られた
知見に基づいて完成されたものである。 以下、まず従来法とその問題点について記し、
次いで本発明完成の経過について述べる。 し尿系汚水、醸造廃水、醗酵廃液、食品廃水な
どBOD濃度の高い廃水の硝化、脱窒処理には従
来第1図に示す如き硝化液循環型の硝化脱窒プロ
セスが汎用されている。 第1図において、硝化槽5で廃水1中のNH3
はNOx(NO2及び/又はNO3)に硝化されるが、
NOxを含有する硝化液の一部は循環硝化液3と
して嫌気的条件下にある第1脱窒槽4に循環さ
れ、廃水1のBOD成分によつてN2ガスにまで還
元分解される。循環されない残部の硝化液は第2
脱窒槽8に流入するが、廃水1のBOD成分は好
気的条件にある硝化槽5で消失しているので、第
2脱窒槽8には新たに還元剤となるアルコール9
などの有価薬品を添加して脱窒を完了せしめる。
有価の薬品をできるだけ少なくして経済的な運転
を行うためには、第1脱窒槽4で可能な限り脱窒
すればよいわけであるが、この第1脱窒槽4に持
込まれる溶存酸素および循環ポンプ(図示せず)
のエネルギーの面から自ずと限界がある。 第1脱窒槽4、第2脱窒槽8に配分される
NOx−Nの割合は(1),(2)式で表わされる。 N1=C/nQ+R+C ……(1)、 N2=nQ+R/nQ+R+C ……(2) N1:第1脱窒槽4に配分されるNOx−N
(Kg/日) N2:第2脱窒槽8に配分されるNOx−N
(Kg/日) Q:廃水流入量 (m3/日) n:希釈水、消泡水による希釈倍率 (−) R:返送汚泥量 (m3/日) C:循環水量 (m3/日) 上記(1),(2)式から希釈倍率、汚泥返送量が大き
くなるほど第2脱窒槽8に配分されるNOx−N
量が増加し、それに対応してメタノール、エタノ
ールなどの薬品費用の増加することがわかる。一
方硝化、脱窒槽の単位容積あたりの硝化、脱窒量
は汚泥濃度に比例するが、(3)式に示す如く、処理
槽内のMLSS(汚泥濃度)も希釈倍率によつて低
下する。 XS=XSR・R/nQ+R ……(3) XS:硝化、脱窒槽のMLSS濃度 (Kg/m3) XSR:返送汚泥濃度 (Kg/m3) 以上の説明から明らかなように、無希釈で処理
することによつて循環効率が向上するので有価の
アルコールが節減でき、またMLSS濃度も増加で
きるが、前述の如く希釈倍率を低下していくに従
がつて被処理液の発泡性が著しくなるという欠点
がある。なお、10は再ばつ気槽である。 発明者は、し尿系汚水を第1図の処理フローに
より無希釈で処理試験しているうちに無希釈処理
には発泡の他、次のような問題点もあることを見
い出した。 無希釈処理では被処理液の粘性が高くなるた
め、硝化槽5混合液中の微細気泡が液中から抜
けずらく、第1脱窒槽4、第2脱窒槽8に流入
する液に随伴して持ちこまれた気泡は酸素を含
有していたため、脱窒槽4,8の嫌気条件が阻
害され、第2脱窒槽8流出液中にNOxが残留
するようになつてしまつた。 これも無希釈処理による混合液の粘性および
比重の増加に原因すると考えられるが、沈殿槽
11′の上澄液22′中に微細なSSが多量に浮
遊して処理水質を悪化した。 上記の第2脱窒槽8流出液のNOxの残留は、
単に窒素除去率を低下させるばかりでなく、沈殿
槽11′における脱窒反応によつて汚泥浮上を誘
引し、処理水質を著しく悪化したため、硝化液中
の微細気泡を除去する方法を検討したところ、次
の方法が効果的であることが判明した。 イ 微細気泡を含有する混合液を軽くばつ気す
る。ばつ気は微細気泡の浮上の抵抗となる活性
汚泥フロツクを流動化し気泡の抜け道を作つた
ものと考えられる。 ロ ばつ気する際に希釈水を注入すると微細気泡
の除去速度が大きくなつた。これは希釈によつ
てMLSSが低下したことに起因すると考えられ
る。 また、希釈水を注入することによつて沈殿槽1
1′、上澄液22′のSSが減少することができた
が、軽度のばつ気は酸素供給能力が低いため硝化
槽容積が大きくなり、また希釈水の注入は循環効
率を低下させ、MLSS濃度を減少させてしまう。 本発明は、上記知見に基づいて完成されたもの
であり、希釈処理と無希釈処理の両処理方式を一
つのプロセスの中で利用することにより無希釈処
理の利点を有効に生かし、合理的で経済的な廃水
処理を行うことができる方法を提供することを目
的とするものである。 すなわち本発明は、第2図に示すように、第1
脱窒工程(第1脱窒槽14)及び第1硝化工程
(第1硝化槽15)よりなる第1硝化脱窒工程と、
第2硝化工程(第2硝化槽16)と第2脱窒工程
(第2脱窒槽18)よりなる第2硝化脱窒工程と、
固液分離工程(沈殿槽21)とをこの順序で連結
すると共に、原水を前記第1硝化脱窒工程におい
て無希釈で、かつ第1硝化工程による硝化液の第
1脱窒工程への循環並びに前記固液分離工程から
の分離汚泥の前記第1脱窒工程及び/又は第1硝
化工程への返送のもとに処理したのち、該処理液
を前記第2硝化脱窒工程において、前記固液分離
工程からの分離汚泥を第2硝化工程及び/又は第
2脱窒工程へ返送すると共に第2硝化工程におい
て希釈用水の添加下にばつ気処理し、被処理液を
脱泡しつつ硝化処理することを特徴とする廃水の
生物学的脱窒法である。 次に本発明の実施態様を第2図に基づいて説明
する。 廃水11は沈殿槽21からの返送汚泥12、第
1硝化槽15からの循環硝化液13とともに嫌気
的条件にある第1脱窒槽14に流入し、循環硝化
液13中のNOxが廃水11中のBOD成分で脱窒
されたのち、好気的条件にある第1硝化槽15に
流入し、NH3はNOxに硝化される。硝化液の大
部分は第1脱窒槽14に循環され、残部は第2硝
化槽16に流入し、雑排水(及び/又は希釈水)
17が希釈用水として注入される。 第1硝化槽15では強いばつ気により充分な酸
素が供給され、廃水11のNH3の大部分が硝化
され、第2硝化槽16では主に微細気泡の除去の
ため軽度のばつ気が行われるが、同時に第1硝化
槽15で残留したNH3および雑排水17中の
NH3,BODも酸化される。これらの汚濁成分の
量は廃水11の汚濁物質の量に比べて少ないので
軽度のばつ気でも酸化することができる。汚濁成
分の量が一時的に多くなり、酸素供給に比べて汚
泥濃度が不足する場合には返送汚泥12′を第2
硝化槽16に流入せしめてもよい。この場合、第
2硝化槽16の汚泥濃度が増加して粘性が高くな
るので、気泡の除去状態には注意が必要である。 脱泡された硝化液は返送汚泥12″とともに嫌
気的条件にある第2脱窒槽18に流入する。単位
容積あたりの脱窒量は混合液のMLSS濃度に比例
するので、第2硝化槽16で希釈され低下した
MLSS濃度を返送汚泥12″によつて増加するこ
とは、第2脱窒槽18において安定したNOx除
去を行う点で重要である。 この第2脱窒槽18の脱窒は通常、メタノール
などのアルコール19による還元分解によつて行
われる。脱窒はアルコール19などの還元剤無添
加でも、活性汚泥自体の内生呼吸によつても脱窒
できるが、内生呼吸脱窒は脱窒速度がアルコール
19を添加した場合に比べ小さいので、その分第
2脱窒槽18の容積は大きくなる。またアルコー
ル19が注入されていない場合は、第2脱窒槽1
8に酸素が混入すると著しく脱窒が阻害されるの
で注意を要する。次いで脱窒水は再ばつ気槽20
に流入し、エアレーシヨンにより液中のN2ガス
の脱気、残留アルコールの酸化除去が行われたの
ち、沈殿槽21で固液分離が行われ、上澄水22
は放流され、あるいはさらに高度の処理を受け
る。 分離汚泥は第1脱窒槽14に返送すると共に、
第2脱窒槽18および/又は第2硝化槽16にも
返送され、一部は余剰汚泥23として処理、処分
される。 本発明において前記雑排水17は、もともと希
釈用のものであるが、同時にそれ自身も生物処理
するために注入されるものであり、処理施設内で
排出される排水であつて施設の洗浄水、余剰汚泥
処理装置の脱水液あるいは遠心分離水、家庭下
水(水洗便所、洗濯排水、厨房排水)などが混合
した排水である。この雑排水17はBOD,NH3
SSを含有するが、BOD,NH3の濃度は通常流入
原水としての廃水11に比べはるかに低く、また
処理施設の規模にもよるが普通廃水11の量以下
であり、その汚濁負荷は廃水11に比べて極めて
小さい。 一方前記希釈水は文字どおり、前述の廃水11
の発泡性の低減、廃水11中に含有される生物に
有害なNH3などを希釈し、廃水の生物処理を円
滑に行うために注入されるものであるが、河川
水、井戸水などが汎用される。 この希釈水には通常大粒径のSSが含有されて
いないので、第2硝化槽16の開口部(液面上
方)に配備したスプレーノズルから噴出して、消
泡水として兼用することが好ましい。なお、雑排
水17にはSSが含有されていることが多く、ス
プレーノズルを通すとSSでノズルを閉塞する危
険があるので、雑排水は100mm程度の内径の管で
注入してその希釈効果のみを利用するとよい。 前記第1硝化槽15ではMLSSを高濃度に保
ち、NH3の大部分を高負荷で硝化するがNH3
硝化、高濃度のMLSSの自己酸化に大量の酸素が
消費されるため大量の酸素の供給が必要となる。
酸素供給に空気を用いる場合は、ばつ気装置の効
率、槽の水深にもよるが散気管方式では100m3
気/(日・m3槽容積)程度の強いばつ気が必要で
ある。ばつ気装置に水中エアレータあるいは酸素
源として高濃度酸素含有ガスを用いる場合には風
量を低減することができる。いずれにしてもこの
槽では無希釈の処理が行われるので、消泡機など
の消泡設備が必要となる。 一方、第2硝化槽16では、第1硝化槽15の
残留NH3と雑排水のBOD,NH3の酸化、低濃度
のMLSSの自己酸化などに酸素が消費されるが、
その量は少なく、かつ雑排水や希釈水で希釈され
ているので、この槽では発泡しない程度の弱いば
つ気でも実用性のある範囲(第1硝化槽15より
小さい容積)で汚濁成分を酸化することができ、
その風量は散気管を用いる場合30〜50m3空気/
(日・m3槽容積)でよい。ばつ気装置としては局
所から強力にばつ気用気体を噴出し槽内液を撹乱
するようなものでなく、槽底面に沿つて一様に散
気孔が配設され、ばつ気用気体が殆ど上向流のみ
で槽内液と接触するようなものを槽底部に設ける
のが好ましい。 なお、第1硝化槽15と第2硝化槽16とし
て、被処理液が栓流で流過するような単一槽を使
用してもよくまた、循環硝化液は第2硝化槽16
から供給してもよく、この場合、上記単一槽を使
用したときには該槽の後半部の流過液を循環すれ
ばよい。 次に本発明の実施例について説明する。 実施例 1 (1) 処理条件 Γ 処理フロー:第2図に示すフロー Γ 処理装置容積: 第1脱窒槽……50 第1硝化槽……50 第2硝化槽……30 第2脱窒槽……40 再ばつ気槽……10 沈殿槽……20 注 第1脱窒槽、各硝化槽は熱損失を少なくする
ため保温した。また第2脱窒槽にはメタノール
を注入した。 Γ 原水量: 10/日 Γ 返送汚泥量: 第1脱窒槽へ……10/日 第2脱窒槽へ……40/日 Γ 返送汚泥濃度: 11800mg/ Γ 希釈水(水温18℃の冷却水、NH3−N7mg/
、BOD20mg/):
第2硝化槽へ……30/日 Γ 循環硝化液: 300/日 (2) 処理結果
【表】 本実施例において第1、第2硝化槽を80の栓
流を形成する単一槽となし、単一槽の中間部と最
終部の間の硝化液を第1脱窒槽へ循環する実験も
行つたが、ほとんど同等の処理水を得ることがで
きた。 また、返送汚泥を第1脱窒槽に返送する代りに
第1硝化槽に返送したが、MLSSは第1表とほと
んど変わらず、処理水質もほぼ同等であつた。こ
れは第1脱窒槽、第1硝化槽間で多量の液が循環
されているためである。 実施例 2 (1) 処理条件 Γ 処理フロー及び処理装置容積は実施例1と同
一 Γ 原水量: 40/日 Γ 返送汚泥量: 第1脱窒槽へ40 第2硝化槽へ40 第2脱窒槽へ120 Γ 返送汚泥濃度: 11500mg/ Γ 希釈水(水温21℃、NH3−N2mg/、
BOD10mg/): 第2硝化槽へ40/日 Γ 循環硝化液: 400/日 注 第2脱窒槽にはアルコールを添加せず、内生
呼吸の脱窒を行つた。 (2) 処理結果
【表】 本実施例において、第2脱窒槽混合液を再ばつ
気槽を経由せずに沈殿槽に流入せしめた実験も行
つた。このときの沈殿槽上澄水はNH3−N4mg/
、NOx−Nゼロmg/、BOD7mg/、SS18
mg/と第2表に比較して多少悪化したが、水質
自体は高度に処理されたものといえる。 以上述べたように本発明は、し尿系汚水などの
高濃度の廃水を無希釈で硝化脱窒処理したのち、
該処理液を、希釈水の添加及び脱泡条件下のばつ
気処理を行うことにより再び硝化脱窒処理するも
のであり、無希釈処理の利点を充分有効に生かす
と共にそれに伴う問題点を適確に解消でき、した
がつて極めて省資源的に良質の処理水を安定して
得ることができる利点がある。以下、本発明の効
果を具体的に列挙すると次のとおりである。 硝化混合液中の微細気泡が第2硝化工程にお
いて適確に除去され、したがつて後続の第2脱
窒工程において効率的に安定した脱窒処理がで
きるため、窒素除去率が向上するうえ、沈殿槽
21における汚泥浮上を効果的に防止でき、清
澄度良好な固液分離水を安定して得ることがで
きる。 無希釈処理による硝化液(第1硝化槽15流
出液)中の残留NH3、雑排水中のNH3、BOD
を第2硝化工程で除去できるため高度の処理が
できる。 廃水をまず無希釈処理するので、廃水中の汚
濁成分の大部分を第1脱窒工程及び第1硝化工
程において高い循環効率のもとでしかもMLSS
濃度を高く維持して生物処理することができ
る。したがつて、省資源的なかつ安定した処理
を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例のフローシート、第2図は本発
明の実施態様を示すフローシートである。 11……廃水、12,12′,12″……返送汚
泥、13……循環硝化液、14……第1脱窒槽、
15……第1硝化槽、16……第2硝化槽、17
……雑排水、18……第2脱窒槽、19……アル
コール、20……再ばつ気槽、21……沈殿槽、
22……上澄水、23……余剰汚泥。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1脱窒工程及び第1硝化工程よりなる第1
    硝化脱窒工程と、第2硝化工程と第2脱窒工程よ
    りなる第2硝化脱窒工程と、固液分離工程とをこ
    の順序で連結すると共に、原水を前記第1硝化脱
    窒工程において無希釈で、かつ第1硝化工程によ
    る硝化液の第1脱窒工程への循環並びに前記固液
    分離工程からの分離汚泥の前記第1脱窒工程及
    び/又は第1硝化工程への返送のもとに処理した
    のち、該処理液を前記第2硝化脱窒工程におい
    て、前記固液分離工程からの分離汚泥を第2硝化
    工程及び/又は第2脱窒工程へ返送すると共に第
    2硝化工程において希釈用水の添加下にばつ気処
    理し、被処理液を脱泡しつつ硝化処理することを
    特徴とする廃水の生物学的脱窒法。 2 前記第1硝化工程及び第2硝化工程を被処理
    液が栓流を形成する単一の処理槽を使用して行う
    と共に、該処理槽の硝化液を前記第1脱窒工程へ
    循環する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記第2硝化脱窒工程による処理液を予めば
    つ気処理してから前記固液分離工程により処理す
    る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。
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JPS62117693A (ja) * 1986-11-12 1987-05-29 Mitsui Zosen Eng Kk し尿の脱色方法
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